摘要：智能管理是交通管理发展的必然趋势，不停车收费系统是当前最先进的智能交通管理应用系统，其应用不但大大缩小了交通管理成本，也有效解决了交通拥堵问题。不停车收费系统是一种基于信息技术与计算机技术研发出来的路桥收费系统，对其实际应用进行研究具有非常重大的现实意义。本文就不停车收费系统的工作原理、组成部分及其在高速公路的实际应用进行分析。
关键词：不停车收费系统；高速公路；应用
随着我国社会经济的不断发展，高速公路建设工程越来越庞大，高速公路上的车辆也越来越多。相关统计数据显示，去年我国高速公路的通车里程高达4.5万公里，这不但增加了高速公路收费的工作量，也造成了公路拥堵。不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）也称为电子收费系统，是应用短程微波通信技术，进行路侧单元（RSU）与车载单元（OBU）的信息交流，可自动识别车辆，并采用电子支付方式完成车辆收费。不停车收费系统是高速公路收费系统的发展趋势，将其应用于高速公路收费中，开创了自动收费替代人工收费的新模式，当前正广泛应用于我国各大高速公路收费站。
1 不停车收费系统的工作原理与系统构成
1.1 不停车收费系统的工作原理
当不停车收费系统探测到车辆时，支架上的天线控制器将利用微波读写天线从汽车挡风玻璃上“单子标签”中获取信息，并根据所得的信息判断车辆的行驶状况，进而从车主的电子银行账户中扣除相应的费用。费用扣除完毕后，系统的车道栏杆则会自动提起，待车辆通过后再自动落下。整个过程中，无需人工操作，即可实现车辆不停车收费。不停车收费系统的工作原理见图1。
图1 不停车收费系统的工作原理图.png)
1.2 不停车收费系统的组成部分
目前，高速公路收费的主要模式是联网收费，不停车收费系统便是联网收费的重要体现。该系统涵盖多个子系统，主要有站级子系统、车道级子系统等，其中，站级子系统的主要工作内容是对整个系统的后台操作提供数据统计与分析、相关参数管控以及系统的运行监管等，车道级子系统的主要工作内容则是为车道的不停车收费提供环境支持，两个系统之间通过数据接口软件进行集成，以共同为不停车收费系统提供数据服务。不停车收费系统的主要设备有天线、天线控制器、落杆机、车检器、车道计算机、交通信号灯、车道控制器、收费站监视器、收费站服务器等，其中，微波读写天线通过 RS232 串行线直接与车道级子系统相连接，并通过微波读写天线与天线控制器进行数据读写与交换；其他设备则是通过车道控制器与车道级子系统相连接。不停车收费系统的视频信号主要是利用字符叠加器搜集车辆数据，并上传至收费站的收费金额显示屏上。不停车收费系统的组成部分见图2。
图2 不停车收费系统的组成部分.png)
2 不停车收费系统在高速公路的实际应用
2.1 工程概述
上海高速公路收费站一期工程已完成，共建设不停车收费系统车道96条，其中，省界车道12条，市界车道84条；专用车道26条，混合车道70条。该工程的建设，为上海高速公路不停车收费系统的联网收费创造了条件，也在一定程度上避免了不停车收费系统车道联网收费难度大的问题。该工程符合长三角不停车收费系统的联网收费需求，为完善不停车收费系统的各项操作技术提供了有价值的参考依据。上海高速公路应用不停车收费系统产生的预期效益主要包括：①收费车道的通行能力提升至少3倍；②节省收费站的占地面积；③提升车主的时间效率；④节约车辆等候、停启时的消耗与磨损；⑤减少汽车尾气排放，降低与环境造成的污染。
2.2 不停车收费系统的整体框架图
从逻辑结构上分析，上海高速公路不停车收费系统是由用户层、操作层以及管理层构成。其中，管理层为整个系统的核心，由高速公路ETC联网收费清算中心、ETC客服系统、ETC卡中心系统构成，能够实现资金清算、对账数据处理等功能。操作层主要由车道系统构成，可分为专用车道与混合车道两种。用户层采用符合国家标准的双卡式OBU，即由“OBU+CPU卡”构成，其中CPU卡为非现金支付介质。
图3 上海高速公路不停车收费系统的整体框架图.png)
2.3 系统分析
2.3.1 高速公路ETC联网收费清算中心
高速公路ETC联网收费清算中心是一种清算系统，是按照不停车收费系统的功能建设起来的，整个系统分为服务层、通讯接入层、前台视图层三层。此清算中心具有独立性，且能够实现设备配置与功能的扩展性，可实现数据存储、数据传递、流水清分、收益规则管理、费率管理、对账处理、黑名单下发、查询统计、人口信息查询等多项功能，其前台视图层包括管理终端、监控终端以及统计分析，可连接收费中心系统、收费站系统、ETC卡中心系统，且能够实现与外部系统数据的双备份功能。
2.3.2 ETC卡中心系统
ETC卡中心系统的主要功能是实现数据传递、ETC交易流水校验、卡资金结算、划拨处理、黑名单管理、OBU与非现金支付卡的发行与管理，系统维护等。ETC卡中心系统不仅可对本地资金进行结算处理，也可以对省市结算中心间的资金进行结算处理。
2.3.3 ETC客服系统
ETC客服系统主要包括发行服务系统与WEB服务系统，其中，发行服务系统又可以细分为客服中心系统、发行网点系统以及移动服务系统。客服中心系统能够实现用户管理、资金账户管理、信息管理以及系统管理等功能；发行网点系统可实现用户资料管理、OBU管理、用户信息管理、资金缴交等功能；移动服务系统则是为用户提供移动发行设备、OBU与非现金制度卡的上门服务。
2.3.4 车道系统
高速公路不停车收费系统的车道系统可以分为专用车道与混合车道两种。专用车道仅支持对安装了OBU的车辆进行收费，可实现系统的自动收费，无需收费人员值班。混合车道则需收费人员值班，以实现对不同车辆的收费处理。本工程根据实际需求，更多地建设了混合车道，
2.4 应用效果分析
经过一段时间的试运行，上海高速公路不停车收费系统基本实现了预期效益，即收费车道的通行能力提升了、节省了收费站占地面积、提升了车主的时间效率、降低了大气对环境的污染等。但仍然存在一些问题，主要包括车主数量有限、专用车道未得到有效应用、收费员操作不熟练、车主使用不当等。
3 结束语
总而言之，不停车收费系统具有技术先进、安全可靠性高、收费效率高、营运成本低、适应范围广等优势，其在高速公路收费中的优势将会越来越突显。随着联网收费路段的不断增加，以及短程微波通信技术的逐渐成熟，不停车收费系统在高速公路收费领域上的应用将会越来越灵活，其在交通建设中的应用前景也将越来越辽阔。
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论文作者:罗艳环
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/17
标签：收费系统论文; 车道论文; 高速公路论文; 系统论文; 收费站论文; 子系统论文; 车辆论文; 《基层建设》2016年12期论文;